当写一个返回指针的 function 时，为什么要分配 memory 给我要返回的指针？

Question

当谈到 memory 分配和指针时，我有点弱。 所以，我想了解为什么我必须将 memory 分配给函数中的指针，如下所示：

char *cstring(char c, int n)
{
int i = 0;
char * res;
res = malloc ((n+1)*sizeof(char));
while (i<n)
{
    res[i]=c;
    i++;
}
res[i] ='\0';
return res;
}

为什么以下无效？

char *cstring(char c, int n)
{
int i = 0;
char * res;
while (i<n)
{
    res[i]=c;
    i++;
}
res[i] ='\0';
return res;
}

我知道我应该（通常）将 memory 分配给指针，以便它们定义 memory。 但是，我想主要了解它与堆栈和堆内存的概念有什么关系！ 提前致谢！

Answer 1

指针需要指向有效的 memory 位置，然后才能取消引用。

在您的第一个示例中， res指向分配的 memory 块，随后可以对其进行写入和读取。

在您的第二个示例中，当您尝试取消引用res时，它保持未初始化。 这会导致未定义的行为。 在这种情况下，最可能的结果是，它包含的任何垃圾值都不是有效的 memory 地址，因此当您尝试取消引用该无效地址时，您的程序将崩溃。

Answer 2

您的代码的第二个版本声明了一个指针，但没有将其初始化为指向一个有效的 memory 地址。

然后，代码在循环期间取消引用该指针。 因此，在这种情况下，您的代码将访问未初始化的 memory。 请记住，数组索引只是解除引用的语法糖——因此您的代码访问 memory 是不应该的。

---

您的代码的第一个版本将指针初始化为实际指向某物，因此当您在循环期间取消引用它时，它可以工作。

当然，无论哪种情况，您都从 function 返回指针——它只是在第一个版本中指向有效的东西，而在第二个版本中它指向任何地方。

---

这里的道德是始终初始化您的变量。 不这样做可能会导致代码中出现未定义的行为（即使它有时似乎可以工作）。 这里的一般建议是始终使用至少一些编译标志来编译您的代码。 例如在gcc / clang中，考虑-Wall -Werror -Wextra 。 此类选项通常适用于未初始化变量的简单情况。

此外， valgrind是 memory 分析的出色工具。 它可以在运行时轻松检测未初始化的 memory 的使用，以及 memory 泄漏。

Answer 3

如果你声明一个这样的变量，

int A = 5;

那么这意味着变量将在堆栈上。 当函数被调用时，它们的局部变量被压入堆栈。 主要的 function 也是一个例子。 因此，您不必手动分配 memory，您的编译器将在后台为您执行此操作，然后再调用您的主 function。 这也意味着如果您在执行 function 期间检查堆栈，您可以看到值 5。

有了这个，

int  A = 5;
int *PtrToA = &A;

指针将再次在堆栈上。 但是这一次，堆栈上的值只是显示了我们想要的实际 integer 值的 memory 地址。 它指向保存值 5 的 memory 块的地址。由于此处 A 保存在堆栈中，因此指针将显示堆栈上的 memory 地址。 就像您问题中的情况一样，您可以动态分配 memory 。 但是您必须在阅读之前对其进行初始化。 因为当您请求分配 memory 时，您的操作系统会在程序堆中搜索有效的 memory 字段并为您保留该字段。 比它还给你它的地址并给你读写权限，所以你可以使用它。 但是其中的值不会包含您想要的。 当编译器在堆栈上分配时，初始值将再次取消设置。 如果你这样做，

char *res;
res[1] = 3;

变量 res 将在堆栈上，它将包含一些随机值。 所以访问它就是这样，

(rand())[1] = 3;

您可能会收到访问冲突错误，因为您可能无权写入该 memory 位置。

重要说明； 在您的 function 调用返回后，堆栈上的局部变量值不再有效。 所以要小心。 在 function 调用结束后不要取消引用它们。

综上所述; 如果要使用指针，请确保它指向有效的 memory 位置。 你可以自己分配或者让它指向另一个memory地址。

Answer 4

很简单：因为您没有为您写入的数据分配任何 memory。 在您的示例中，您定义了指针，您没有对其进行初始化，因此它将引用 memory 中的随机（或者更确切地说不可能预测）位置，然后您尝试写入此随机 memory 位置。

您在 5 行示例中有 2 个未定义的行为。 你的指针没有初始化，并且你没有分配任何有效的 memory 这个指针来引用。

编辑：

有效的

char *cstring(char c, int n)
{
    char * res;
    res = malloc ((n+1)*sizeof(char));

char *cstring(char c, int n)
{
    char * res;
    static char buff[somesize];
    res = buff;

char buff[somesize];
char *cstring(char c, int n)
{
    char * res;
    res = buff;

无效的

char *cstring(char c, int n)
{
    char * res;
    char buff[somesize];
    res = buff;